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我国的水产养殖业正从传统的人工养殖逐步向工业化、自动化和集约化的养殖方式发展。工厂化水产养殖过程中的水质检测与控制对提高水产品产量、降低生产成本、防止鱼类病害的发生起着决定性作用。而现阶段水产养殖中环境参数的检测多采用有线检测的方式,这种方式在重构系统时的线路铺设的成本高,传感器的安装位置也受到限制。而采用无线检测参数方式时,传感器的安装和维护非常方便,并且不存在重复投资的问题,降低了系统成本。
本文从水产养殖参数的无线检测出发,设计了对温度和溶解氧等主要水质参数进行无线检测和控制的嵌入式系统。本系统的硬件由ARM9芯片S3C2410A为核心的水质参数控制模块和CC2430为核心的水质参数无线检测模块组成。参数控制模块的主要功能是通过控制水质参数调节设备,实现对水质环境指标进行控制的目的。无线检测模块的主要功能是对水质传感器的信号进行处理和传输,并实现与控制模块的无线通信。本系统的软件的核心是移植到S3C2410A处理器上的嵌入式Linux操作系统,软件的其他部分主要包括硬件驱动程序和应用软件。本文完成了水产养殖环境参数的无线检测与控制系统的设计,完成的主要工作包括:⑴无线检测和控制模块的设计。采用目前流行的ARM9体系结构的嵌入式处理器来设计水质参数无线检测与控制系统的控制模块,将嵌入式Linux2.4.18操作系统软件移植到硬件平台上,并通过CC2430组建无线检测模块,以实现对水质参数信号的处理和无线传输。⑵使用MATLAB建立模糊神经网络解耦模块,对水产养殖参数中的水温和溶解氧进行解耦仿真。本文论述了模糊神经网络的构建与仿真方法,描述了使用模糊神经网络对水温和溶解氧进行解耦实现过程。水产养殖环境参数的无线检测与控制系统的设计以嵌入式系统为基础,具有功耗低、可裁剪定制、安装方便等优点。模糊神经网络解耦系统的仿真实验结果证明,该系统可以实现对水温和溶解氧进行有效地控制。